淺論地質(zhì)災(zāi)害評價方法

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院 廣東廣州510800）

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院 廣東廣州510800）

根據(jù)連南縣地質(zhì)災(zāi)害考察和綜合實踐研究，作者對連南縣區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害“地質(zhì)災(zāi)害歷史”、“地質(zhì)災(zāi)害特征”、“地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素”和“地質(zhì)災(zāi)害危害程度”等四個方面進(jìn)行系統(tǒng)的評價，提出四個影響因子，分別為“歷史因子”“基礎(chǔ)因子”“誘發(fā)因子”“損害因子”，并給出計算數(shù)學(xué)模型，總結(jié)出全面有層次的區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害評價方法，為其他地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害評價提供參考。

地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害評價影響因子

1 基本問題

為了系統(tǒng)的進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害評價，首先從以下四個基本問題著手：

問題1地質(zhì)災(zāi)害歷史

評價區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育歷史與現(xiàn)狀，明確一個地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的背景，如種類、數(shù)量、災(zāi)害體面積和體積的分布比例等，用歷史因子表示。

問題2地質(zhì)災(zāi)害特征

調(diào)查區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的內(nèi)在原因，評價地質(zhì)環(huán)境要素，包括地形地貌特征、地質(zhì)體成分和結(jié)構(gòu)、區(qū)域地殼動力背景、地質(zhì)構(gòu)造活動性、植被類型與覆蓋度等因素，用基礎(chǔ)因子表示。

問題3地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素

分析誘發(fā)大規(guī)模地質(zhì)災(zāi)害的影響因素，如大氣降雨、地震和人類活動等，用誘發(fā)因子表示。

問題4地質(zhì)災(zāi)害危害程度

預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，對人類、財產(chǎn)、工程設(shè)施和生存環(huán)境等的危害程度，用損害因子表示。

總之，回答上述問題是一個調(diào)查研究現(xiàn)狀—探索內(nèi)因—分析外因—確定結(jié)果(危害性)的漸進(jìn)式提出防災(zāi)對策的過程。

2 研究流程

（1）開展區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害綜合調(diào)查，獲取第一手資料。

（2）根據(jù)調(diào)查結(jié)果，編制集成基于GIS的區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)。

（3）全面統(tǒng)計分析區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的分布特征，分別建立特征指標(biāo)歷史因子、基礎(chǔ)因子、誘發(fā)因子和損害因子等作為計算因子實現(xiàn)因子表達(dá)。

（4）創(chuàng)建四階段判定模型和數(shù)學(xué)模型。

（5）分別計算區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害四因子分布。

（6）編制研究區(qū)的四因子區(qū)劃圖,并分區(qū)評價。

3 地質(zhì)災(zāi)害歷史

“地質(zhì)災(zāi)害歷史”(F)是代表區(qū)域災(zāi)害頻率(f)、面積(S)和體積(V)等特征的函數(shù)，表示為：

3.1 地質(zhì)災(zāi)害頻率比

設(shè)第i單元內(nèi)災(zāi)害頻率為fi，單元面積為Si，單元內(nèi)災(zāi)害的頻率密度為ρfi;整個研究區(qū)面積為S，災(zāi)害總數(shù)為f，總頻率密度為ρf，則第i單元災(zāi)害頻數(shù)比為:Rfi=ρfi/ρf，式中:ρfi=fi/Si；ρf=f/S。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害面積模數(shù)比

設(shè)第i單元內(nèi)災(zāi)害體分布面積為si，單元面積為Si，i單元內(nèi)災(zāi)害的面積模數(shù)ρsi;整個研究區(qū)面積為S,災(zāi)害點總面積為s，總面積模數(shù)為ρs，則第i單元面積模數(shù)比為：Rsi=ρsi/ρs，式中:ρsi=si/Si；ρs=s/S。

3.3 地質(zhì)災(zāi)害體積模數(shù)比

設(shè)第i單元內(nèi)災(zāi)害點總體積為vi，單元體積為Vi，i單元內(nèi)災(zāi)害的體積模數(shù)ρvi；整個研究區(qū)總體積為V，災(zāi)害點總體積為v，總體積模數(shù)ρv，則第i單元體積模數(shù)比Rvi為：

Rvi=ρvi/ρv，式中:ρvi=vi/Si；ρv=v/S。

式中Rfi、Rsi和Rvi統(tǒng)稱“歷史因子”。

結(jié)合大量的實踐和連南縣地質(zhì)災(zāi)害綜合研究,可以建立如下一般公式：

i=1,2,…,m；j=1,2,…,n

式中:Qi—第i單元的“地質(zhì)災(zāi)害特征”指數(shù);j—評價因子;

ai—第j評價因子在第i評價單元的賦值;

bj—第j個評價因子的權(quán)重;

m—評價單元數(shù);n—評價因子數(shù)。

此時,地質(zhì)環(huán)境要素組合為基礎(chǔ)因子,根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害因子分析,選取基礎(chǔ)因子(地形地貌、植被、巖組、構(gòu)造)等，根據(jù)需要和資料詳細(xì)程度可提取出二級因子（表1）。

式中:Fi—第i單元的“地質(zhì)災(zāi)害歷史”指數(shù)

Rfi—第i單元的災(zāi)害頻數(shù)比;

Rsi—第i單元的災(zāi)害面積模數(shù)比;

Rvi—第i單元的災(zāi)害體積模數(shù)比;

r—修正指數(shù),一般取1.5～2.0。

4 地質(zhì)災(zāi)害特征

式中:q1，q2，q3，…，qn反映地質(zhì)災(zāi)害特征的因素值。

表1 區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害評價基礎(chǔ)因子

判別因子一般分為5級。各指標(biāo)量值的賦值主要以調(diào)查資料的統(tǒng)計分析為基礎(chǔ),綜合分析地質(zhì)災(zāi)害與基礎(chǔ)因子的關(guān)系后,對其進(jìn)行分級。根據(jù)本區(qū)各因子與災(zāi)害分布的關(guān)系程度研究和專家經(jīng)驗確定各因子權(quán)重,最終形成“地質(zhì)災(zāi)害特征”判別因子指標(biāo)量值及權(quán)重表。

5 地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素

“地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素”是指一定時間內(nèi)某空間區(qū)域在某種誘發(fā)因素作用下發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性,是在“地質(zhì)災(zāi)害特征”分析基礎(chǔ)上迭加誘發(fā)因子進(jìn)行的,同樣采用綜合指數(shù)模型,則:

i=1,2,…,m;j=1,2,…,p

式中:Wi—第i單元的“地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)”指數(shù);j—評價因子;

ai—第j評價因子在第i評價單元的賦值;

bj—第j個評價因子的權(quán)重;m—評價單元數(shù);p—評價因子數(shù)。

“地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)”判別因子選取原則是，從地質(zhì)環(huán)境的角度出發(fā)，既要充分考慮地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生形成的內(nèi)在基本因素(地形地貌、巖組、地質(zhì)構(gòu)造、植被)，又要兼顧誘發(fā)其發(fā)生的外部因素，通常指降雨、人類工程活動、地震烈度等。

根據(jù)連南縣內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的實際資料及已有的工作經(jīng)驗，“地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素”計算需要的判別因子分為三大類：基礎(chǔ)因子、響應(yīng)因子和誘發(fā)因子（表2）。

表2 地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素表

誘發(fā)因子的賦值依據(jù)是，根據(jù)研究區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生歷史，特別是統(tǒng)計分析不同地段、不同誘發(fā)因素的臨界值范圍。賦值范圍也分為5級，最大值為5，最小值取1。如遇多個誘發(fā)因子參與計算，權(quán)值根據(jù)誘發(fā)因素的相對重要性確定。當(dāng)?shù)玫揭粋€地區(qū)的誘發(fā)因子預(yù)報數(shù)值時，計算出的“地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)”可以作為預(yù)警指標(biāo)使用。

6 地質(zhì)災(zāi)害危害程度

“地質(zhì)災(zāi)害危害程度”指地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后對其影響區(qū)內(nèi)各類承災(zāi)體的傷害或財產(chǎn)破壞損失程度，它是地質(zhì)災(zāi)害社會屬性的表現(xiàn)形式。

重點考慮地質(zhì)災(zāi)害的強度與受災(zāi)區(qū)人類生命財產(chǎn)的損害性,并用量化指標(biāo)表示,表達(dá)為:

式中：r1，r2，r3，…，rn—反映地質(zhì)災(zāi)害各項危害的因素值。

區(qū)域“地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素”與“地質(zhì)災(zāi)害危害程度”、承災(zāi)體的損害性密切相關(guān)。研究表明,承災(zāi)體損害性是一個難以確定的變量,它不僅與承災(zāi)體類型、結(jié)構(gòu)功能等有關(guān),而且與其所處的空間位置(離災(zāi)害體遠(yuǎn)近、災(zāi)害體的不同部位)有很大關(guān)系。

總體上,地質(zhì)災(zāi)害對社會造成的破壞表現(xiàn)為人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失以及無法用貨幣衡量的環(huán)境破壞效應(yīng)。

式中:Ri—單元危害；

Wi—單元危險；

Vi—單元承災(zāi)體損害性指數(shù)。

Vi=ω1V1I+ω2V2I+ω3V3I+…+ωnVnI

式中：V1I，V2I，V3I，…，VnI—各類承災(zāi)體(共n類)的易損性指標(biāo)；ω1，ω2，ω3，…，ωn—各類承災(zāi)體(共n類)的損害性指標(biāo)所對應(yīng)的權(quán)重。

本項研究選取的損害因子為人口密度、財產(chǎn)、工程設(shè)施和生態(tài)環(huán)境（表3）。

表3

承災(zāi)體損害因子選取比較困難：

（1）承災(zāi)體自身分類復(fù)雜，目前沒有統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)，災(zāi)害評價中承災(zāi)體的性質(zhì)難以確定；

（2）承災(zāi)體損害性不僅與承災(zāi)體自身結(jié)構(gòu)、功能有關(guān)，而且與地質(zhì)災(zāi)害的種類、強度和空間位置密切相關(guān)；

（3）承災(zāi)體價值的普查是困難的，很難制定統(tǒng)一的承災(zāi)體易損性評價分級標(biāo)準(zhǔn)。

實際計算“地質(zhì)災(zāi)害危害”時常常很困難，主要是很難得到比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。連南縣“地質(zhì)災(zāi)害危害”的研究就僅考慮人口密度，沒有進(jìn)行權(quán)重的運算，而是根據(jù)人口密度的判別指標(biāo)量值，從小到大，分別乘以賦值的1/10。

7 結(jié)語

本文從地質(zhì)災(zāi)害直接相關(guān)的四個基本問題出發(fā)，提出“歷史因子”，“基礎(chǔ)因子”，“誘發(fā)因子”，“損害因子”四個評價因子，并分別給出評價因子的量化數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)分析總結(jié)了如何全面并且有層次性的對一個地區(qū)進(jìn)行“區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害評價”，為其他地區(qū)進(jìn)行“區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害評價”提供參考方法。

淺論地質(zhì)災(zāi)害評價方法

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P694[文獻(xiàn)碼]C

1000-405X（2016）-10-382-2